GENETICS OF DIVERSE PHENOTYPES IN HIRSCHSPRUNG DISEASE – EXTENSION OF AGANGLIONOSIS, HEREDITY AND MEDULLARY THYROID CARCINOMA

Show full item record

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-4832-2
Title: GENETICS OF DIVERSE PHENOTYPES IN HIRSCHSPRUNG DISEASE – EXTENSION OF AGANGLIONOSIS, HEREDITY AND MEDULLARY THYROID CARCINOMA
Author: Virtanen, Valtter
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Medicine
Doctoral Program in Clinical Research
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2019-02-01
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-4832-2
http://hdl.handle.net/10138/284192
Thesis level: Doctoral dissertation (article-based)
Abstract: The aim of this doctoral thesis was to identify the genetic variations of Hirschsprung disease (HD) among Finnish HD patients. How the different genotypes affect different HD phenotypes, such as the extension of aganglionosis, heredity, and HD-associated medullary thyroid cancer (MTC) was also explored. The entire patient cohort consisted of 112 HD patients. Of them, 91 adult HD patients participated the screening study for thyroid cancer. The participants went through a cross-sectional study where sequencing of the coding region of the RET gene was combined with blood tests and ultrasound of the thyroid gland. If necessary, a fine needle biopsy was also performed. An additional 21 familial HD patients participated in the second stage of the study where diverse genetic analyses were performed. In the second stage of the study, the material was analyzed comprehensively using four complementary methods. Of these, capillary sequencing of RET exons and targeted sequencing of all genes known to be associated with HD was targeted to those gene loci that have shown an association with HD in previous studies. Additionally, a genome wide association study (GWAS) and whole-exome sequencing were performed to examine the whole genome. In the screening study of thyroid cancer, two cases of MTC and one case of papillary thyroid cancer were observed. Both patients with MTC had RET variants, [p.Cys611Arg] and [p.Cys620Arg], which are known to be associated with MTC. In addition, MTC-associated RET variants were observed in four patients with no clinical signs of thyroid cancer; these patients were selected for follow-up. Based on this study, the risk of MTC among HD patients is over 300 times higher than in the normal population. The sequencing of all RET exons revealed 10 rare variants that affected gene function in 16 (14%) patients. An EDNRB frameshift variant was identified in two patients from the same family using whole-exome sequencing. GWAS confirmed the strong association of the RET gene with HD. About half of the cases in our entire sample may be statistically attributed to the common non-coding RET variants. Sequencing of all genes known to be associated with HD revealed 10 variants affecting gene function in nine patients. Overall, performing extensive gene analysis revealed a coding sequence variant affecting gene function in 31 (28%) patients from whole study cohort. Screening and gene testing are important to significantly improve the diagnostics, treatment planning, and patient counseling of HD. In particular, patients with genetic defects associated with an increased risk of thyroid cancer can be identified and treated in a timely manner.Tämän väitöskirjatyön tavoitteena oli tunnistaa Hirschsprungin tautiin liittyvät geneettiset variaatiot suomalaisten Hirschsprungin tautia sairastavien potilaiden joukossa. Lisäksi tavoitteena oli selittää, kuinka eri genotyypit vaikuttavat Hirschsprungin taudin eri fenotyyppeihin, kuten agangliottisen suolen osan pituuteen, periytyvyyteen ja Hirschsprungin tautiin liittyvään medulaariseen kilpirauhasen syöpään. Taudin geenitutkimuksiin osallistui 112 Hirschsprungin tautia sairastavaa potilasta. Näistä kilpirauhasen syövän seulontatutkimuksessa oli mukana 91 aikuista potilasta. Tutkimukseen osallistuneet kävivät läpi polikliinisen poikkileikkaustutkimuksen, jossa heidän kilpirauhasensa kuvattiin ultraäänellä ja seerumin kalsitoniini- pitoisuus mitattiin. Kilpirauhasen pesäkemuutoksista otettiin ohutneulanäyte. Seulontatutkimuksessa tutkittiin lisäksi RET geenin koodaavan alueen variaatioita. Seulontatutkimuksen lisäksi geenitutkimuksiin osallistui 21 familiaalista Hirschsprungin tautia sairastavaa potilasta ja heidän 18 tervettä sukulaista. Aineisto analysointiin kattavasti neljällä toisiaan täydentävällä menetelmällä. Näistä RET geenin eksonien kapillaarisekvensointi ja kaikkien aiemmin Hirschsprungin tautiin yhdistettyjen geenien sekvensointi rinnakkaisella sekvensoinnilla kohdistettiin niihin perimän alueisiin, joiden aiempien tutkimusten perusteella oletettiin vaikuttavan taudin syntyyn. Lisäksi perimänlaajuisen assosiaatioanalyysin ja kokoeksomisekvensoinnin avulla saimme koko perimän kattavaa geenitietoa. Kilpirauhasen seulontatutkimuksessa havaittiin kaksi medullaarista ja yksi papillaarinen kilpirauhassyöpä. Molemmilta medullaarisen kilpirauhasen syövän sairastaneelta potilaalta löydettiin tunnetut syövälle altistavat geenivariantit [p.Cys611Arg] ja [p.Cys620Arg] RET geenistä. Lisäksi kilpirauhasen syöpään assosioituvia variantteja todettiin neljällä potilaalla, joilla syöpää tai sen esiastetta ei kliinisissä tutkimuksissa todettu. Heidän osalta aloitettiin seuranta endokrinologian poliklinikalla. Tutkimuksen perusteella medullaarisen kilpirauhasen syövän riski Hirschsprungin tautia sairastavilla potilailla on monisatakertainen muuhun populaatioon verrattuna. RET geenin kaikkien eksonien sekvensoinnissa löytyi kaikkiaan 10 harvinaista tautia aiheuttavaa varianttia 16 (14%) potilaalta. Eksomisekvensoinnin avulla identifioitiin yhden perheen molemmalta Hirschsprungin tautia sairastavalta potilaalta variantti EDNRB geenistä. Genominlaajuinen assosiaatiotutkimus vahvisti RET geenin vahvan yhteyden Hirschsprungin tautiin. Tutkimuksissa löytyneen tilastollisesti vahvimman SNP:n (Single nucleotide polymorphism) rs2505988 perusteella pystyttiin osoittamaan RET geenin yhteys Hirschsprungin tautiin lähes puolelta tutkimuspopulaation potilaista, joilta ei aiemmissa tutkimuksissa ollut löytynyt selvää tautia aiheuttavaa varianttia. Sekvensoimalla kaikki aiemmin Hirschsprungin tautin yhdistetyt geenit pystyttiin identifioimaan 10 tautia aiheuttavaa varianttia yhdeksältä Hirschsprungin tautia sairastavalta potilaalta. Kaiken kaikkiaan laajojen geenitutkimusten perusteella pystyttiin osoittamaan tautia aiheuttava variantti 31 (28%) potilaalla. Seulonta ja geenitutkimus ovat merkittäviä, jotta taudin diagnostiikka ja hoidon suunnittelu sekä perinnöllisyysneuvonta parantuisivat merkittävästi nykyisestä. Erityisesti potilaat, joiden geenivirheisiin liittyy lisääntynyt kilpirauhasen syövän riski, pystytään tunnistamaan ja hoitamaan riittävän ajoissa.
Subject: lääketiede
Rights: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
GENETICS.pdf 850.5Kb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record